§42. Корисні й патогенні бактерії

• Зміст ГДЗ Біологія 7 клас Тагліна

Поміркуйте й обговоріть ситуацію

Якщо прокип’ятити молоко чи свіжий сік, то вони зберігаються довше. Однак їхні поживні властивості знижуються, бо під час кип’ятіння руйнуються деякі вітаміни та корисні сполуки.

Як завдяки винаходу французького мікробіолога Луї Пастера розв’язали цю проблему?

Луї Пастер розробив процес пастеризації, який дозволяє нагрівати рідини, такі як молоко та соки, до певної температури (зазвичай 60-70 °C) протягом короткого часу. Це знищує більшість шкідливих мікроорганізмів без значного впливу на поживні властивості продуктів. Таким чином, пастеризація вирішує проблему збереження продуктів без втрати їхніх поживних якостей, що відбувається при кип’ятінні.

Як і де застосовують процес, названий його прізвищем, — пастеризацію?

Пастеризація широко застосовується в харчовій промисловості для обробки молока, соків, пива та вина. Цей процес допомагає запобігти передчасному псуванню продуктів та зберегти їхні смакові й поживні властивості. Після пастеризації продукти зазвичай зберігають при низьких температурах, щоб запобігти розвитку бактеріальних спор.

Відкритий мікрофон

Як ви вважаєте, чому використання біотехнологій для виробництва багатьох речовин вигідніше, ніж їхній хімічний синтез?

Біотехнології дозволяють отримувати речовини з меншими енергетичними витратами та з використанням відновлюваних ресурсів. Вони забезпечують високу специфічність процесів і можуть бути екологічно безпечнішими.

Проєкт «Використання бактерій у сучасних біотехнологіях»

Знайдіть інформацію про використання бактерій у біотехнологіях, упорядкуйте її та презентуйте в класі.

Використання бактерій у харчовій промисловості:

• Бактерії використовують для виготовлення кисломолочних продуктів, таких як йогурт, кефір, сир. Наприклад, молочнокислі бактерії (Lactobacillus) сприяють бродінню молока.
• Оцтовокислі бактерії застосовують для виробництва оцту, який є популярним консервантом.

У медицині:

• Генетично модифіковані бактерії виробляють інсулін для лікування діабету, антибіотики та вітаміни.
• Бактеріофаги використовують для боротьби з патогенними бактеріями у харчовій промисловості.

У сільському господарстві:

• Бактеріальні добрива, наприклад бульбочкові бактерії, фіксують азот із повітря, покращуючи врожайність рослин.
• Деякі бактерії допомагають боротися зі шкідниками, наприклад Bacillus thuringiensis, що використовується як біологічний інсектицид.

У промисловості та екології:

• Бактерії застосовують для очищення стічних вод і розкладання органічних відходів.
• Вони також використовуються в біоремедіації для очищення забруднених територій, наприклад після розливу нафти.

Енергетика

• Виробництво біогазу: Бактерії, що здатні до метаноутворення, перетворюють органічні відходи на біогаз, який є екологічно чистим джерелом енергії.

Індивідуальна робота

Запропонуйте різні способи подовження термінів зберігання продуктів харчування. Використайте матеріал підручника, набуті власним досвідом знання чи додаткову інформацію з інтернету.

• Термічна обробка: Стерилізація, пастеризація та ультрапастеризація.
• Замороження: Заморожування продуктів при низьких температурах (-18°C або нижче) допомагає зберегти їхні поживні властивості та смакові якості. Це один з найефективніших методів зберігання.
• Консервування: Використання солі, оцту, цукру та інших консервантів для створення середовища, у якому мікроорганізми не розвиваються або розвиваються дуже повільно.
• Сушіння: Видалення вологи з продуктів, що запобігає розвитку мікроорганізмів. Це один з найдавніших методів зберігання.
• Копчення: Обробка продуктів димом, що надає їм характерний смак і запах, а також допомагає зберігати їх довше.

Робота в групі

На основі наведеної чи додаткової інформації запропонуйте способи захисту металевих конструкцій, наприклад, залізних труб, від корозії та бактерій.

Для захисту металевих конструкцій, таких як залізні труби, від корозії та бактерій можна використовувати наступні методи:

1. Покриття та плівки:

• Фарби та емалі: Нанесення захисних покриттів на основі епоксидних, поліуретанових або алкідних смол, які можуть містити корозійні інгібітори для уповільнення процесу корозії.

2. Катодний захист:

• Гальванічний метод: Використання магнієвих анодів-протекторів, які стають анодами в гальванічній парі з металом труби, захищаючи його від корозії.
• Електричний метод: Подача негативного електричного заряду на трубу від зовнішнього джерела постійного струму, що запобігає електрохімічним реакціям, які спричиняють корозію.

3. Використання корозійностійких сплавів:

• Нержавіюча сталь: Застосування сплавів, що містять хром та нікель, які надають високу стійкість до корозії.

Проєкт «Значення мікробіоти шкіри та слизових оболонок для людини» (на вибір учня / учениці)

З’ясуйте склад і роль бактерій вашого організму. Чим вони корисні? Що станеться в разі порушення мікробіоти шкіри чи слизових оболонок? Як підтримувати нормальний склад мікробіоти, щоб бути здоровим? Створіть відео, анімацію чи слайди для презентації вашого проєкту.

Склад і роль бактерій у вашому організмі:

• Мікрофлора шкіри: На шкірі людини живуть різні види бактерій. Вони утворюють постійну мікрофлору поверхні шкіри та глибоких шарів, таких як волосяні мішечки, сальні та потові залози. Ці бактерії мають бактерицидні та стерилізуючі властивості, що допомагають захищати шкіру від патогенних мікроорганізмів.
• Мікрофлора слизових оболонок: Слизові оболонки, особливо кишечнику, містять величезну кількість бактерій, таких як біфідобактерії та інші. Вони відіграють важливу роль у травленні, обміні жирних кислот, синтезі вітамінів, підтримці структури слизової оболонки кишечнику та її адсорбційної здатності, а також у формуванні та розвитку імунної системи.

Користь бактерій:

• Захист від патогенів: Корисні бактерії конкурують з патогенними мікроорганізмами за ресурси та місце на шкірі та слизових оболонках, запобігаючи їхньому розмноженню.
• Травлення та обмін речовин: Бактерії кишечнику допомагають розщеплювати складні вуглеводи, синтезувати вітаміни, коротколанцюгові жирні кислоти та інші корисні речовини.
• Імунна система: Мікробіота сприяє розвитку та підтримці імунної системи, стимулюючи її діяльність та забезпечуючи імунний захист.
• Здоров’я шкіри: Бактерії шкіри допомагають підтримувати її pH, захисний бар’єр, зволоження та регенерацію.

Наслідки порушення мікробіоти:

• Запальні процеси: Порушення балансу мікрофлори може призвести до запалень, таких як акне, розацеа, дерматити та інші шкірні захворювання.
• Інфекції: Зменшення кількості корисних бактерій може сприяти розвитку інфекцій, викликаних патогенними мікроорганізмами.
• Імунні порушення: Зміни в мікробіоті можуть вплинути на імунну систему, що може призвести до алергій, аутоімунних захворювань та інших імунних порушень.
• Проблеми з травленням: Порушення кишкової мікрофлори може викликати проблеми з травленням, такі як здуття, запори, діарея та інші.

Як підтримувати нормальний склад мікробіоти:

• Правильне харчування: Вживання продуктів, багатих на клітковину, пребіотики та пробіотики, таких як овочі, фрукти, горіхи, насіння, кефір, йогурт з біфідобактеріями, квашена капуста.
• Догляд за шкірою: Використання якісної косметики, що підтримує мікробіом шкіри, уникнення надмірного використання антибактеріальних засобів.
• Здоровий спосіб життя: Відмова від шкідливих звичок, контроль стресу, достатній сон, уникнення надмірного вживання антибіотиків.
• Профілактика: Дотримання гігієни, вакцинація, своєчасне лікування захворювань.

Проєкт «Створення інформаційного буклета чи постера “Бактерії — збудники інфекційних захворювань людини”»

Схарактеризуйте інфекційне захворювання (збудник, спосіб зараження, перебіг захворювання, симптоми та наслідки). Укладіть рекомендації, які допоможуть запобігти частим інфекційним захворюванням. Переконайте аудиторію щодо важливості дотримання правил індивідуальної гігієни та здорового способу життя.

Проєкт «Створення інформаційного буклета чи постера “Бактерії — збудники інфекційних захворювань людини”»

Інфекційне захворювання: Сальмонельоз

Збудник: Сальмонела (Salmonella) — це рід грам-негативних бактерій, найчастіше Salmonella enterica.

Спосіб зараження: Зараження відбувається через споживання заражених продуктів, таких як сирі або погано приготовані яйця, м’ясо, молоко, фрукти та овочі, забруднені фекаліями інфікованих тварин або людей. Можливе також зараження через контакт з інфікованими тваринами або нечисті руки.

Перебіг захворювання: Інкубаційний період становить від 6 до 72 годин.

Симптоми:

• Висока температура
• Біль у животі
• Діарея
• Нудота та блювання
• Головний біль

Наслідки: Зазвичай сальмонельоз проходить самостійно за кілька днів, але у важких випадках може призвести до дегідратації, особливо у дітей та літніх людей. У рідкісних випадках бактерії можуть потрапити до крові, викликаючи бактеріемію, що може призвести до тяжких інфекцій, таких як ендокардит або артрит.

Рекомендації для запобігання інфекційним захворюванням:

Гігієна:

• Ретельно мийте руки перед приготуванням їжі, контакту з тваринами або перед вживанням їжі.
• Очищуйте поверхні, на яких готуєте їжу, особливо після оброблення сирого м’яса, яєць та птиці.

Приготування їжі:

• Продукти слід готувати при достатньо високій температурі, щоб знищити патогенні бактерії (наприклад, м’ясо повинно досягати внутрішньої температури 75°C).
• Уникайте вживання сирого або недовареного м’яса, яєць та молока.

Зберігання продуктів:

• Зберігайте продукти при відповідних температурах, щоб запобігти розмноженню бактерій.
• Не залишайте їжу при кімнатній температурі довше, ніж на 2 години.

Здоровий спосіб життя:

• Підтримуйте імунітет через збалансоване харчування, достатній сон, фізичну активність.
• Уникайте контакту з хворими людьми, особливо якщо у вас слабкий імунітет.

Переконання щодо важливості гігієни та здорового способу життя:

Здоровий спосіб життя і гарна гігієна — це перша лінія оборони проти інфекційних захворювань. Вони не тільки допомагають запобігти зараженню, але й підтримують загальний стан здоров’я, що дозволяє організму ефективніше боротися з інфекціями. Пам’ятайте, що кожен з нас може бути носієм бактерій, які не викликають симптомів у нас, але можуть бути небезпечними для інших. Тому гігієна — це відповідальність перед собою та суспільством. Дотримання цих простих правил може значно зменшити ризик захворювань, зекономити час та гроші на лікування, а також зберегти якість життя.

Знайдіть інформацію й виконайте завдання

Дізнайтеся, як антибіотики, які виробляють гриби, змінили життя людей. Які наслідки неконтрольованого застосування антибіотиків?

Антибіотики, такі як пеніцилін, відкриті завдяки грибам, стали революційним проривом у медицині. Вони дозволили ефективно боротися з бактеріальними інфекціями, зменшили смертність від інфекційних захворювань, зробили можливими складні хірургічні операції, полегшили лікування хронічних захворювань та покращили якість життя мільйонів людей.

Наслідки неконтрольованого застосування антибіотиків:

1. Резистентність бактерій: Неконтрольоване використання антибіотиків призводить до розвитку резистентності бактерій до цих препаратів, що ускладнює лікування інфекцій.
2. Побічні ефекти: Антибіотики можуть викликати алергічні реакції, порушення мікрофлори кишечнику, дисбактеріоз, грибкові інфекції та інші проблеми зі здоров’ям.
3. Знищення корисної мікрофлори: Антибіотики не вибірково вбивають лише патогенні бактерії, а й корисні, що живуть у нашому організмі, порушуючи баланс мікробіоти.
4. Поширення резистентних штамів: Неконтрольоване застосування антибіотиків сприяє поширенню резистентних штамів бактерій серед населення, що загрожує глобальною проблемою антибіотикорезистентності.
5. Екологічні наслідки: Антибіотики, що потрапляють у навколишнє середовище, можуть впливати на екосистеми, сприяючи розвитку резистентності у бактерій, що живуть у природі.

Запитання і завдання

1. Які бактерії використовують для виготовлення йогурту, сиру чи квашених овочів?

Для виготовлення йогурту використовують болгарську паличку (Lactobacillus bulgaricus) та термофільний стрептокок (Streptococcus thermophilus). Сир виготовляють за допомогою різних видів молочнокислих бактерій, таких як Lactococcus lactis, Lactobacillus casei, Lactobacillus helveticus та інших. Квашені овочі, наприклад, квашена капуста, виготовляються з використанням молочнокислих бактерій, таких як Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus plantarum та інших.

2. Яку користь приносять сільському господарству бактеріальні добрива на основі бульбочкових бактерій?

Бактеріальні добрива на основі бульбочкових бактерій, таких як Rhizobium, Azotobacter та Azospirillum, фіксують азот атмосфери, перетворюючи його в доступну для рослин форму. Це стимулює ріст рослин, підвищує їхню врожайність, зменшує потребу в азотних добривах, що є економічно вигідним та екологічно безпечним.

3. Доберіть світлини, інформацію, аргументи «за» та створіть рекламу вакцини від правця.

Реклама вакцини від правця:

Заголовок: “Захистіть себе та своїх близьких від правця!”

Світлини:

• Зображення дитини, яка щасливо грається на вулиці.
• Фото лікаря, який проводить вакцинацію.
• Зображення бактерії Clostridium tetani, збудника правця.

Інформація:

• Правець — це небезпечне захворювання, спричинене бактерією Clostridium tetani, яка виробляє токсин, що викликає м’язові спазми та параліч.
• Вакцинація є єдиним ефективним способом запобігання правця.

Аргументи «за»:

• Захист: Вакцинація захищає від смертельно небезпечного захворювання, яке може призвести до паралічу та смерті.
• Безпека: Вакцини від правця є безпечними та перевіреними, вони використовуються в усьому світі вже багато років.
• Ефективність: Вакцинація забезпечує довготривалий імунітет.
• Доступність: Вакцинація від правця доступна в рамках національних програм імунізації.

Заклик до дії: “Зверніться до свого сімейного лікаря та отримайте вакцину від правця сьогодні! Захистіть себе та своїх близьких від цього небезпечного захворювання.”